Robótica y sistemas de control

Un sistema de control gobierna el funcionamiento de una máquina sin que una persona tenga que intervenir todo el rato. Tiene tres partes: la entrada (los sensores, que captan información del entorno), el proceso (el controlador, por ejemplo una placa Arduino o micro:bit, que ejecuta un programa y decide) y la salida (los actuadores, que realizan acciones).

Algunos sensores habituales son el pulsador, la LDR (resistencia que varía con la luz), el sensor de ultrasonidos (mide distancias), el de temperatura o el de infrarrojos (detecta líneas u obstáculos). Entre los actuadores están los motores, los servomotores (giran hasta un ángulo concreto, normalmente entre 0° y 180°), los LED, los zumbadores y las pantallas.

Las señales pueden ser digitales (solo dos valores: 0 o 1, apagado o encendido) o analógicas (cualquier valor dentro de un intervalo). Por ejemplo, una placa Arduino Uno R3, con referencia analógica de 5 V y conversión de 10 bits, representa tensiones de 0 a 5 V mediante valores de 0 a 1023. Las tensiones admitidas y la resolución dependen de la placa y de su configuración; la micro:bit, por ejemplo, utiliza lógica de 3,3 V.

En un sistema en lazo abierto, la salida no se comprueba: una tostadora con temporizador funciona el tiempo fijado, esté el pan como esté. En un sistema en lazo cerrado hay realimentación: un sensor mide el resultado y el controlador corrige, como un termostato que enciende o apaga la calefacción según la temperatura.

Un robot es un sistema de control programable capaz de interactuar con su entorno. Para diseñarlo se sigue el proceso tecnológico: definir el problema, elegir sensores y actuadores, programar, probar y mejorar. En el aula se utilizan tensiones bajas adecuadas a cada placa; nunca se conecta directamente la red eléctrica de 230 V a los circuitos de las prácticas. Que una placa se alimente por USB no significa que sus entradas admitan 5 V: hay que respetar los límites indicados por el fabricante.